>> 海通證券-石油化工行業(yè)氫能系列報告之二：氫的制取-230512
| 上傳日期： |
2023/5/12 |
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| 4690KB |
| 格式： |
pdf 共36頁 |
來源： |
海通證券 |
| 評級： |
優(yōu)于大市 |
作者： |
鄧勇,朱軍軍,胡歆 |
| 行業(yè)名稱： |
化工 |
| 下載權(quán)限： |
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核心結(jié)論。氫的制取主要有三種較為成熟的技術(shù)路線。一是以煤炭、天然氣為代表的化石能源重整制氫；二是以焦?fàn)t煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫；三是電解水制氫。據(jù)中國氫能聯(lián)盟，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，增量側(cè)，將以工業(yè)副產(chǎn)氫就近供給為主；中期（2030年），將以可再生能源發(fā)電制氫、煤制氫等大規(guī)模集中穩(wěn)定供氫為主；遠(yuǎn)期（2050年），將以可再生能源發(fā)電制氫為主。
煤氣化過程中碳與水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生H2，該反應(yīng)為煤化工制氫關(guān)鍵。煤的氣化過程是熱化學(xué)過程。它是以煤或焦炭為原料，以氧氣、水蒸氣等為氣化劑，在高溫條件下，通過化學(xué)反應(yīng)把煤或焦炭中的可燃部分轉(zhuǎn)化為氣體的過程。這些反應(yīng)中，碳與水蒸氣反應(yīng)的意義最大，它參與各種煤氣化過程，此反應(yīng)為強(qiáng)吸熱過程。氣化生成的混合氣稱為水煤氣，水煤氣的主要成分為CO和H2。
天然氣水蒸氣轉(zhuǎn)化過程中甲烷與水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生H2，該反應(yīng)為天然氣制氫關(guān)鍵。目前工業(yè)上由天然氣制合成氣的技術(shù)主要有蒸汽轉(zhuǎn)化法和部分氧化法。其中，蒸汽轉(zhuǎn)化法為天然氣制合成氣的技術(shù)的主要方法。蒸汽轉(zhuǎn)化法是在催化劑存在及高溫條件下，使甲烷等烴類與水蒸氣反應(yīng)，生成H2、CO等混合氣，該反應(yīng)為強(qiáng)吸熱反應(yīng)，需要外界供熱。此法技術(shù)成熟，目前廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)合成氣、純氫氣和合成氨原料氣。
工業(yè)副產(chǎn)氫主要分為：煤干餾副產(chǎn)氫；烴類熱裂解副產(chǎn)氫；氯堿工業(yè)副產(chǎn)氫。煤干餾是在隔絕空氣條件下加熱煤，使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦?fàn)t氣（H2和CH4）的過程。烴類熱裂解法是將石油系烴類燃料經(jīng)高溫作用，使烴類分子發(fā)生碳鏈斷裂或脫氫反應(yīng)，生成相對分子質(zhì)量較小的烯烴、烷烴和其他相對分子質(zhì)量不同的輕質(zhì)和重質(zhì)烴類。氯堿副產(chǎn)氫氣，品質(zhì)高，直接適用于氫燃料電池使用。采用氯堿—氫能—綠電自用新模式，可直接節(jié)約電解用電量的1/4左右。
電解水制氫技術(shù)未來將成為主流。堿性水電解，質(zhì)子交換膜電解和固體氧化物電解是目前電解水制氫的三種技術(shù)方法。而低溫技術(shù)下，堿水制氫和PEM具備較高的技術(shù)成熟度，高溫SOE技術(shù)仍處于實驗室階段。堿水制氫使用濃縮堿液作為電解質(zhì)，需要將產(chǎn)物氣體分離，以防止產(chǎn)物氣體混合。PEM使用潤濕聚合物膜作為電解質(zhì)，貴金屬如鉑和銥的氧化物作為電催化劑。SOE技術(shù)是將氣態(tài)水被轉(zhuǎn)化為氫氣和氧氣，且反應(yīng)溫度在700℃到900℃之間。
投資建議。我們認(rèn)為，傳統(tǒng)能源企業(yè)發(fā)展“綠電制綠氫”具有可持續(xù)發(fā)展驅(qū)動力和產(chǎn)業(yè)、技術(shù)等方面優(yōu)勢。建議關(guān)注：（1）氫能全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，中國石化；中國石油（2）綠電制綠氫企業(yè)，寶豐能源，美錦能源；（3）制氫領(lǐng)域開展低成本副產(chǎn)氫多元耦合項目企業(yè)，衛(wèi)星化學(xué)，東華能源。
風(fēng)險提示：氫能技術(shù)發(fā)展不及預(yù)期；政策支持力度不及預(yù)期
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